Den andra av två delar

I miljontals år dominerade reptiler jorden. Många som bodde på land var dinosaurier. Men inga dinos simmade i haven. Haven hade sin egen reptilkadre. Många var de bästa rovdjurna, hajarna och späckhuggarna på sin tid. Och de skulle ha gjort haven mycket farliga.

Några av dessa marina reptiler var formade som delfiner och kunde antagligen simma snabbt. Vissa var lika stora och lika långa som en skolbuss. Men de saknade den distinkta höftstrukturen som bara dinor hade.

En dinosaurie hade distinkta hål i bäckenet där lårbenen fästes, konstaterar Sterling Nesbitt. Han är ryggradsdjursteontolog vid Virginia Tech i Blacksburg. Marina reptiler under samma tidsperiod saknade sådana hål.

För ungefär 252 miljoner år sedan fanns en massutrotning. Vid den tiden bröt enorma vulkaner ut i det som nu är Sibirien. Havets kemi förändrades också. Som ett resultat dog ett stort antal djur, växter och andra arter ut. Sammantaget försvann cirka 90 procent av havsarter och 70 procent arter på land. Efter att de förstörda ekosystemen återhämtat sig utvecklades de få arter som överlevde för att bättre passa in i de nya miljöförhållandena.

Med så många havsarter borta försökte vissa landvarelser en vattenlevande livsstil – och lyckades. Dessa djur utvecklades till att bli iktyosaurier (IK-thee-oh-saurs). Mycket senare, efter ytterligare massutrotningar, tog andra landlevande reptiler till haven. Deras ättlingar utvecklades till att bli plesiosaurier, pliosaurier och mosasaurier.

Människor har grävt fram fossiler av sådana havsdjur i hundratals år. Men forskare hittar fortfarande nya arter och upptäcker ny information om hur dessa djur såg ut och hur de levde.

Fisködlor från havet

Ichthyosaurs var bland de tidigaste ödlorna att ta till haven. Deras namn betyder till och med ”fisködla” på grekiska. I stort sett var iktyosaurier mycket framgångsrika. Hittills har paleontologer upptäckt och namngett mer än 100 olika arter av dem, konstaterar Benjamin Moon. Han är en paleontolog från ryggradsdjur vid University of Bristol. i England.

Arter från denna grupp levde från cirka 248 miljoner år sedan till cirka 95 miljoner år sedan. Deras fossiler har har hittats över hela världen. Inga av dessa kom från stenar som började som sediment från sjöar eller floder, konstaterar han. Så iktyosaurierna måste alla ha varit havsbor. Några av dessa vattenlevande reptiler var inte mer än 80 centimeter långa. Andra sträckte sig över hela 22 meter. Vissa var mycket strömlinjeformade, li ke dagens delfiner. Andra hade mer ödelliknande proportioner.

Vissa ichthyosaurier levde och föddes i kustvatten vid kontinenten. Men andra simmade tydligen i det öppna havet, långt från land. De födde till och med att leva unga till sjöss, som dagens valar och tumlare gör. Detta är ett exempel på konvergerande utveckling eller utveckling av liknande funktioner i helt orelaterade släkter. Dessa likheter utvecklades troligtvis från att behöva anpassa sig till liknande miljöer eller platser i ett ekosystem.

Paleontologer hade länge misstänkt att vissa ichthyosaurier dök djupt för att hitta byte, som dagens spermahvalar. Ett av dessa djur var Ophthalmosaurus (Op-THAHL-moe-saur-us). Med ögon upp till 10 centimeter (4 tum) breda tar det sitt namn – ”ögonödla” – från grekiska. Dessa 6 meter långa varelser måste ha jagat byte i mycket djupa, mörka vatten, vissa forskare tror. Andra har föreslagit att de stora ögonen skulle ha lått ödlorna jaga på natten.

En nyligen genomförd studie av några fantastiskt bevarade fossiler kan hjälpa till att sätta stopp för debatten. Forskare grävde fossilerna från stenar som är mellan 190 miljoner och 196 miljoner år gamla. De flesta fossiler bevarar bara ben och annan hård vävnad. Men dessa fossiler inkluderade mjuka vävnader som förmodligen är hud.

Peppande insidan av den uppenbara huden var liten blob- liknande strukturer. Dessa mättes mellan 500 och 800 nanometer långa. Det är samma storlek som p igmentbärande strukturer i hudceller och fjädrar hos dagens däggdjur och fåglar, konstaterar Johan Lindgren. Han är ryggradsdjur paleontolog vid Lunds universitet i Sverige.Han och hans kollegor föreslår nu att de små klumparna i detta reptil är resterna av dess pigmentbärande strukturer. Lindgrens team beskrev resultaten i utgåvan av Nature den 27 februari 2014.

Klumparna var inte platta utan äggformade. Så djuret var antagligen svart eller mörkbrunt, säger Lindgren. Hans resonemang: Det är färgen från ovoida melanosomer – den pigmenterade strukturen i celler – hos dagens djur. Perfekt runda eller sfäriska melanosomer har vanligtvis en röd eller gul färg.

Ett djupdykande djur med en mörk färg över hela kroppen skulle vara väl kamouflerad, säger Lindgren. Det skulle göra det relativt lätt att smyga på byten. Dagens spermahvalar, som jagar jättebläckfisk i djupa vatten, är mörkgrå överallt, konstaterar han. Så det är mycket möjligt att den forntida ichthyosauren som han och hans team studerade också var en djupdykare.

Långhalsade djur

För ungefär 205 miljoner år sedan, en ny typ av marint reptil uppträdde i haven. Forskare kallar dem plesiosaurs (PLEEZ-see-oh-saurs), från de grekiska orden för ”nära ödlor.” De tidigaste av dessa liknade ödlor, deras förmodade förfäder. Men med tiden utvecklades djuren för att se väldigt annorlunda ut.

Plesiosaurs hade vanligtvis breda kroppar, simfötter och korta svansar. De mest utmärkande arterna hade också långa halsar som fick djuret att se ut som en orm som gängades genom ett sköldpaddsskal. Och medan de flesta plesiosaurierna hade långa halsar, hade vissa riktigt långa halsar, konstaterar Michael Everhart. Han är ryggradsdjursteontolog vid Fort Hays State University i Hays, Kansas.

Dessa superlånghalsade plesiosaurier tillhörde en grupp som heter elasmosaurs (Ee-LAZ-moe-saurs). Deras hals var så lång att några av de första forskarna som monterade sina fossiler inte kunde tro det, säger Everhart. blandade ihop den långa nacken och den korta svansen, felaktigt placerade skallen i fel ände.

Nyligen tittade Everhart och hans team på fossiler från en plesiosaur som heter Elasmosaurus platyurus. Dock upp i Kansas under slutet av 1860-talet, dessa stenar skickades snart österut till ett museum i Philadelphia. De har varit där sedan dess.

De fossiler som Everharts grupp undersökte är otroligt kompletta. De inkluderar en skalle, som ofta saknas i plesiosaurieprover. Få skalle har överlevt eftersom de är så känsliga och relativt små – inte mycket större runt än varelsens hals. Forskare har uppskattat att varelsen var cirka 13 meter lång när den levde. Och 7 meter (23 fot) av den längden var inget annat än nacken!

Många lag har studerat detta exemplar sedan det grävdes först för nästan 150 år sedan. Men forskare diskuterar fortfarande djurets anatomi. Till exempel kan de inte bestämma hur många nackben det hade.

När Everhart och hans lagkamrater tittade på alla fossila bitar som satt i museets hyllor, hittade de ett extra ben lagrat separat på en hylla i närheten. . Det hade förmodligen grävts ut samtidigt. Men det hade inte märkts av folket som grävde upp det. Ändå verkade det ha kommit från rätt typ av sten och den hade samma färg och konsistens som de andra fossilerna. Det var också rätt storlek och form att vara en del av en plesiosaurhals. Så forskarna trodde att det antika pusslet kanske inte hade satts ihop korrekt. Efter ytterligare studier föreslog de att detta ben verkligen var ett nytt tillskott till fossilen plesiosaur.

Om det stämmer hade odjuret hela 72 ben i halsen. Som jämförelse har nästan alla däggdjur – från möss till människor och giraffer – bara sju. Endast ett ryggradsdjur som nu är känt hade fler nackben än Elasmosaurus, säger Everhart. Den varelsen var också en elasmosaur. Dess namn är Albertonectes vanderveldei. Den levde för cirka 70 miljoner år sedan. Sammantaget var den något kortare än Elasmosaurus, men den hade 76 nackben.

Nära den andra ytterligheten av nackdelen var marina reptiler som kallades pliosaurs (PLY-oh-saurs). De kom fram ungefär samtidigt som plesiosaurier. Även om de var besläktade formade evolutionen dem annorlunda. Båda grupperna hade båda breda, strömlinjeformade kroppar. Men pliosaurs hade relativt korta halsar och massiva huvuden. Eftersom pliosaurs hade stora spetsiga tänder, föreslår forskare att de bara åt kött. Deras kost inkluderade förmodligen fisk, bläckfisk och andra marina reptiler.

Liknande former

För ungefär 98 miljoner år sedan uppstod en fjärde större grupp marina reptiler. De första fossilerna från dessa varelser grävdes upp nära floden Meuse i Nederländerna.Det latinska namnet på den floden är ”Mosa”, därav djurens namn: mosasaurs (MOE-sah-saurs). Deras fossil har hittats på alla kontinenter, så dessa djur hade ett globalt utbud. De dog ut cirka 66 miljoner år sedan, samtidigt som dinosaurierna.

Mosasaurs började små. En tidig art mätt bara 1 meter lång, säger Michael Polcyn. Han är ryggradsdjurspleontolog vid Southern Methodist University i Dallas, Texas. Men med tiden, konstaterar han, blev vissa arter enorma . Den största sträckte sig cirka 17 meter.

Precis som pliosaurs var mosasaurierna topprovdjur. Så större arter skulle ha tacklade riktigt stort byte. Fossiler bevarar några rester av sina sista måltider. Detta bevis visar att mosasaurierna åt fisk, bläckfisk, sköldpaddor, plesiosaurier och till och med andra mosasaurier.

Fossiler visar att i vissa mosasaurier gör den långa svansen en ovanlig vändning nedåt, säger Lindgren. Den kinken har länge varit ett mysterium. Men 2008 hittade paleontologer några mycket välbevarade mosasaurfossiler som för första gången inkluderade mjukvävnad. Sådana gamla rester ger forskare en uppfattning om hur varelsens svans egentligen såg ut. Lindgren och hans team beskrev fossilerna den 10 september 2013 i Nature Communications.

Rätt ovanför den punkt där svansen tar en sväng nedåt, finns det ett intryck av en köttig fen. Den finan verkar ha täckts med små skalor. Det förväntas för ett reptil. Men fenformens form är otroligt lik de köttiga fenorna hos några av dagens hajar. Det liknar också formen på fenorna hos vissa iktyosaurier.

Detta är ett annat exempel på konvergerande utveckling. Mosasaurier, ichthyosaurier och hajar levde alla i vatten och var ibland tvungna att simma långa sträckor. Så det var bäst för dem att vara så energieffektiva som möjligt. För vissa arter inkluderade det att vara strömlinjeformat och ha en lång halvmåneformad svans.

Varifrån havsmonster kommer från

Forskare har länge undrat hur och var mosasaurier uppfostrade sina barn. Till skillnad från ichthyosaurier har få fosterrester hittats i kropparna hos vuxna mosasaurier, konstaterar Daniel Field. Han är paleontolog med ryggradsdjur vid Yale University i New Haven, Conn. Så kanske vuxna mosasaurier lade ägg på land, precis som deras avlägsna, landboende förfäder hade. Eller kanske simmade de uppströms i floder, där unga mosasaurier kan ha varit bättre skyddade från havsgående rovdjur. Det har dock inte funnits några starka bevis för att stödja något av dessa begrepp, säger Field.

Det hade faktiskt funnits gott om anledning att tro att mosasaurier födde sina ungar till sjöss.

För det första konstaterar han att mosasaurierna var väl anpassade till livet till sjöss – inte till livet på land. Att ha en svans som böjer sig nedåt i slutet, snarare än att sträcka sig rakt, skulle ha gjort det svårt att ta sig runt på land. Dessutom var bäckenet i de flesta mosasaurier inte fäst vid ryggraden. Det skulle ha gjort det svårt för varelserna att bära sin egen vikt eller röra sig effektivt när de är ute ur vattnet. Men alla dessa fakta gav endast bevis för reproduktion till sjöss, säger Field. Det var emellertid inte ett starkt bevis.

Sedan, för ungefär ett decennium sedan, fann forskare fossiler av unga mosasaurier som hade begravts i sediment långt ut till havs. Fossilernas yta visade tecken på att de ätits bort av syra. Det var som om djuren hade sväljts och delvis smälts. Benen hade antingen tagits ut eller kastats upp. Sedan hade de sjunkit och bevarats. Det betyder att de unga mosasaurierna kunde ha ätit nära stranden och deras rester förts ut till havet inne i vilken varelse som helst som hade ätit dem.

Men nu har Field och hans team hittat fossiler av unga mosasaurier som inte hade har etsats av magsyra. Dessa fossiler ingravdes i stenar som hade börjat som havsbottens sediment långt från stranden. Så det är troligt att dessa unga mosasaurier hade dött till sjöss, säger Field. Det verkar också troligt att de hade fötts där, tillägger han.

De fossiler som Fields team studerade är små bitar av käftbenet. De innehåller några tänder. Och forskarna gick inte långt för att hitta dem: De lagrades på Yales museum, där de satt sedan strax efter upptäckten i slutet av 1800-talet. (Detta är ännu ett exempel på varför det är viktigt att samla in fossiler och behålla dem för framtida studier.)

När paleontologer först hade tittat på fossilerna antog de att det bara var bitar från forntida sjöfåglar. Så de stoppade bort bitarna i museumslådorna. Men nya analyser visar att tänderna fästes i käftarna av en typ av benvävnad som endast mosasaurier hade. Field och hans kollegor beskrev denna upptäckt den 10 april i paleontologi.

Efter att ha jämfört storleken på de små fossilerna med de hos 3 meter långa vuxna som antas vara av samma art, uppskattar forskarna nu de unga mosasaurierna var cirka 66 centimeter (26 tum) långa.

”Det här är de första fossilerna från mosasaurierna i denna åldersgrupp,” noterar fältet. De är också starka bevis för tanken att mosasaurierna levde hela sitt liv i det öppna havet.

Den saknade ursprungshistorien

Till skillnad från hajar och andra fiskar var forntida marina reptiler luftinblåsare, som valar. utvecklats från varelser som en gång bodde på land.

Under en lång tid hade paleontologer dock ingen aning om hur de landboende förfäderna till dessa arter kan se ut. Det beror på att det fanns ett stort gap i fossilrekord före de första ichthyosaurierna, säger Moon i Bristol, England. Det hålet i tid var miljontals år lång, tillägger han. Det var så lång tid att när ikttyosaurierna upptäcktes, var även de tidigast kända individerna väl anpassade till livet till sjöss.

Sedan 2011 grävde ett team ut ett intressant fossil i östra Kina. Den var nästan komplett och saknade bara en del av svansen. Revbenen och ryggkotorna hade tjocka väggar som innehöll massor av ben. Så varelsen var förmodligen en vuxen när den dog, säger Da-Yong Jiang. Han är ryggradsdjur paleontolog vid Peking University i Kina. Men de flesta ben i fossilens framben var små och åtskilda. Det är ett tecken på att frambenen antagligen var broskfyllda flipper och inte ben, förklarar han. var flipper fyllda med brosk, inte ben som kunde bära mycket vikt. Ryosuke Motani Bakbenen var också mindre än vad som kunde förväntas för något som bodde på land. Det skulle ha varit en annan anpassning för simning. Lemmarna användes antagligen inte för framdrivning, säger Jiang. Ändå kunde reptilen troligen komma runt på land, precis som dagens sälar och sjölejon kan.

När den levde var varelsen förmodligen cirka 40 centimeter lång och vägde cirka 2 kg. Det är nu den minsta kända ichthyosauren. Forskare kallade den Cartorhynchus lenticarpus (CAR-toe-RING-kuss LEN-tee-CAR-pus). Det kommer från de grekiska orden för ”förkortad nos” (en annan egenskap hos detta fossil) och de latinska orden för ”flexibel handled.”

Denna varelse är det närmaste vi har en markbunden förfader till ichthyosaurs. , Säger Valentin Fischer. Han är en ryggradsdjurspleontolog vid universitetet i Liège i Belgien. Han var inte en del av Jiangs team. Att upptäcka dessa arter kan hjälpa forskare att lösa mysteriet som landvarelser gav upphov till dessa havsmonster i vårt avlägsna förflutna.

Power Words

(för mer information om Power Words, klicka här)

anatomi Studien av djurens organ och vävnader. Forskare som arbetar inom detta område kallas anatomister.

kamouflage Dölja människor eller föremål från en fiende genom att få dem att se ut som Djur kan också använda kamouflagemönster på sin hud, hud eller päls för att gömma sig från preda tors.

brosk En typ av stark bindväv som ofta finns i leder, näsa och öra. I vissa primitiva fiskar, såsom hajar och strålar, ger brosk en inre struktur – eller skelett – för sina kroppar.

kontinent (i geologi) De enorma landmassorna som sitter på tektoniska plattor. I modern tid finns det sex geologiska kontinenter: Nordamerika, Sydamerika, Eurasien, Afrika, Australien och Antarktis.

konvergent utveckling Processen genom vilken djur från helt orelaterade släkter utvecklar liknande egenskaper som ett resultat av att de måste anpassa sig till liknande miljöer eller ekologiska nischer. Ett exempel är hur vissa arter av forntida marina reptiler som kallas ichthyosaurs och dagens delfiner utvecklades till att ha anmärkningsvärt lika former.

dinosaurie En term som betyder hemsk ödla. Dessa forntida reptiler levde från cirka 250 miljoner år sedan till ungefär 65 miljoner år sedan. Alla härstammar från äggläggande reptiler som kallas archosaurs. Deras ättlingar delades så småningom i två rader. De utmärks av sina höfter. Den ödla-höftade linjen blev saurichianer, såsom tvåfotiga teropoder som T. rex och den trubbiga fyrfotade Apatosaurus (en gång känd som brontosaurus).En andra rad så kallade fågelhöftade eller ornitiska dinosaurier, ledde till en mycket olika grupp av djur som inkluderade stegosaurierna och ankdinosaurierna.

delfiner En mycket intelligent grupp av marina däggdjur som tillhör tandvalfamiljen. Medlemmar i denna grupp inkluderar späckhuggare (späckhuggare), pilotvalar och flasknosdelfiner.

Ekosystem En grupp interagerande levande organismer – inklusive mikroorganismer, växter och djur – och deras fysiska miljö inom ett visst klimat. Exempel inkluderar tropiska rev, regnskogar, alpina ängar och polartundra.

elasmosaur En långhalsad utrotad marin reptil som levde samtidigt som dinosaurier och tillhörde gruppen känd som plesiosaurs.

evolution En process genom vilken arter genomgår förändringar över tiden, vanligtvis genom genetisk variation och naturligt urval. Dessa förändringar resulterar vanligtvis i en ny typ av organism som är bättre lämpad för sin miljö än den tidigare typen. Den nyare typen är inte nödvändigtvis mer ”avancerad”, bara bättre anpassad till förhållandena under vilken den utvecklades.

utrotad Ett adjektiv som beskriver en art för vilken det inte finns några levande medlemmar.

framben Armarna, vingarna, fenorna eller benen i vad som kan betraktas som den övre halvan av kroppen. Det är motsatsen till bakbenen.

fossil Alla bevarade rester eller spår av forntida liv. Det finns många olika typer av fossiler: Dinosauriernas ben och andra kroppsdelar kallas ”kroppsfossiler.” Saker som fotavtryck kallas ”spårfossil.” Även exemplar av dinosaurier är fossil. Processen med att bilda fossil kallas fossilisering.

ichthyosaur En typ av jätte marin reptil som liknar en tumlare. Det betyder ”fisködla”. Det var dock inte relaterat till fisk eller marina däggdjur. Och även om det inte var en dinosaurie, levde den samtidigt som dinosaurier.

ödla En typ av reptil som vanligtvis går på fyra ben, har en fjällig kropp och en lång avsmalnande svans. Till skillnad från de flesta reptiler har ödlor vanligtvis också rörliga ögonlock. Exempel på ödlor inkluderar tuatara, kameleoner, Komodo-draken och Gila-monster.

marin Har att göra med havsvärlden eller miljön.

massutrotning Någon av flera perioder i det avlägsna geologiska förflutna när många – om inte de flesta – av de större djuren på jorden försvann för alltid. En som inträffade när permperioden gav vika för trias, som ibland kallas den stora döden, ledde till förlusten av de flesta fiskarter. Vår planet har upplevt fem kända massutrotningar. I båda fallen dog cirka 75 procent av världens största arter under en kort tidsperiod, vanligtvis definierad som 2 miljoner år eller mindre.

melanosom En struktur i en cell som ger en organism färg.

mosasaur En typ av utrotad marin reptil som levde samtidigt som dinosaurier.

nano Ett prefix som indikerar en miljarddel. I det metriska mätsystemet används det ofta som en förkortning för att hänvisa till objekt som är en miljarddel meter lång eller i diameter.

ovoid Ett adjektiv för något tredimensionellt objekt som har form som ett ägg .

paleontolog En forskare som specialiserat sig på att studera fossiler, resterna av forntida organismer.

paleontologi Vetenskapens gren som sysslar med forntida, fossila djur och växter.

bäcken Ben som utgör höfterna och förbinder den nedre ryggraden med benbenen. Det finns ett gap i mitten av bäckenet som är större hos kvinnor än hos män och som kan användas för att skilja könen ifrån varandra.

pigment Ett material, som de naturliga färgämnena i huden, som förändrar ljuset reflekteras av ett objekt eller överförs genom det. Den totala färgen på ett pigment beror vanligtvis på vilka våglängder av synligt ljus det absorberar och vilka det reflekterar. Till exempel tenderar ett rött pigment att reflektera röda våglängder av ljus mycket bra och absorberar vanligtvis andra färger. Pigment är också termen för kemikalier som tillverkare använder för att tona färg.

plesiosaur En typ av utrotad marin reptil som levde samtidigt som dinosaurier och är känd för att ha en mycket lång hals.

pliosaur En grupp av utdöda marina reptiler som levde samtidigt som dinosaurier.

rovdjur (adjektiv: rovdjur) En varelse som byter på andra djur för det mesta eller hela dess mat.

byte Djurarter som ätas av andra.

reptil Kallblodiga ryggradsdjur, vars hud är täckt med skalor eller kåta plattor. Ormar, sköldpaddor, ödlor och alligatorer är alla reptiler.

sediment Material (som stenar och sand) avsatt av vatten, vind eller glaciärer.

haj En typ av rovfisk som har överlevde i en eller annan form i hundratals miljoner år. Brosk, inte ben, ger sin kroppsstruktur.

spermahval En art av enorm val med små ögon och en liten käke i ett squarish huvud som tar upp 40 procent av sin kropp.Deras kroppar kan spänna över 13 till 18 meter (43 till 60 fot), med vuxna män i den större änden av det intervallet. Dessa är den djupaste dykningen av marina däggdjur som når djup på 1000 meter eller mer. De kan stanna under vattnet i upp till en timme åt gången på jakt efter mat, mestadels jättebläckfiskar.

markbundna Har att göra med planeten Jorden. Terra är latin för jorden.

ryggkotor (pluralkotor) Ett av benen som utgör ryggradsdjurens nacke, ryggrad och svans. Ben i nacken kallas halshvirvlar. Ben i svansen, för djur som har dem, kallas kaudala ryggkotor.

ryggradsdjur Den grupp av djur med hjärna, två ögon och en styv nervsladd eller ryggrad som rinner nerför ryggen. Denna grupp omfattar alla fiskar, amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur.

vulkan En plats på jordskorpan som öppnas och tillåter magma och gaser att spruta ut från underjordiska reservoarer av smält material.

Word Find (klicka här för att förstora för utskrift)